[发明专利]一种光学接收装置及其优化设计方法

权利要求书

1.一种光学接收装置，其特征在于，为杯状旋转曲面体；包括内、外曲面和底面，记装置外曲面的轴截面的曲线为AC、BD，该截面曲线满足复合抛物面聚光器截面曲线的基本特性；杯状旋转曲面体的上口为光线入射口，下口为光线出射口，其结构参数为：外曲面在杯状上端部处的切线夹角β，亦称旋转角，装置的整体高度L’，底部厚度H。

2.根据权利要求1所述的光学接收装置，其特征在于，所述旋转角度β的大小在4°-8°之间；所述高度L’的大小在12mm-16mm之间；所述底部壁厚H的大小在3mm-8mm之间。

3.根据权利要求1所述的光学接收装置，其特征在于，所述光学接收装置的材料为聚甲基丙烯酸甲酯。

4.一种如权利要求1所述光学接收装置的优化设计方法，其特征在于，对三个结构参数：旋转角β，装置高度L’(等价于截短比k)，底部厚度H，进行优化处理，使装置满足特定需求，达到最佳性能；具体步骤如下：

(1)选取光学接收装置的光学增益、光学接收功率与信噪比作为Taguchi正交实验的品质特性；

(2)选取光学接收装置的旋转角度β、底部壁厚H与截短比k作为Taguchi正交实验的影响因子并设置控制水平；

(3)计算不同影响因子参数组合下的Taguchi正交实验信噪比(S/N)值，并分别得到不同控制水平下光学增益、光学接收功率与信噪比的S/N值；

(4)采用ANOVA数据分析法分别计算旋转角度β、底部壁厚H与截断比k对于光学接收装置性能影响的贡献度；

(5)根据步骤(4)中所得不同影响因子的贡献度，确定光学接收装置的最优化结构参数组合，并做进一步地验证。

5.根据权利要求4所述光学接收装置的优化设计方法，其特征在于，所述S/N值在Taguchi正交实验中的计算，采用望大公式：

其中，y_i表示第i个品质特性，n为试验次数。

6.根据权利要求4所述光学接收装置的优化设计方法，其特征在于，所述影响因子的贡献度采用下式表示：

其中，SS_T＝SS_d+SS_e，SS_d表示方差和，SS_e表示错误的方差和，SS_e接近于0，所述方差SS_T由S/N值的方差和给出：

其中，n是实验数，η_i是每个影响因子第i次实验的S/N值，η_n为S/N值的平均值。